Кисельов В. М., д.т.н., професор

Першина Е. Г., ст.викладач

ГОУ ВПО «Кемеровський технологічний інститут харчової промисловості»

ЕВОЛЮЦІЙНА МЕТОДОЛОГІЯ ПРОЕКТУВАННЯ функціональних ПРОДУКТІВ ХАРЧУВАННЯ

Опубліковано: Кисельов, В.М. Еволюційна методологія проектування функціональних продуктів харчування / В.М. Кисельов, Є.Г. Першина // Харчова промисловість, 2009.- № 11.- С. 57-59

Оптимізація інгредіентному складу функціональних харчових продуктів (страв) з заданими властивостями (показниками хімічного складу та енергетичної цінності) нами проведена на прикладі продуктів для харчування шахтарів і здійснювалося на основі розробленої нами математичної моделі, про що повідомлялося раніше [1-2]. Критеріями оптимізації в даній моделі обрані норми фізіологічної потреби в харчових речовинах (нутриентах) та енергетичної цінності для відповідного контингенту харчуються [3]. У загальному вигляді розроблений нами алгоритм розв'язання оптимізаційної задачі складається з нижченаведених процедур [1]:

• аналіз передумов і перспектив розробки нового харчового продукту (страви) із заданими властивостями;
• визначення переліку властивостей, які повинен містити харчовий продукт (блюдо) при споживанні цільової споживчої групи;
• обгрунтування і ранжування функцій (критеріїв оптимізації);
• обгрунтування і вибір інгредіентному складу (сировини) для моделювання необхідних функцій (ядро товару);
• визначення меж інтервалів питомої ваги інгредієнтів, їх пріоритетності та доцільних обмежень (економічних, технологічних, органолептичних властивостей, споживчих традицій, звичок та ін.);
• моделювання органолептичних властивостей нового харчового продукту (розширений товар);
• конструювання технологічної схеми виробництва харчового продукту (страви), що забезпечує необхідні сенсорні властивості;
• обгрунтування і вибір показників втрат лабільних нутрієнтів в залежності від обраних видів технологічної обробки сировини;
• проведення математичного експерименту з метою забезпечення відповідності нутріентного складу харчового продукту (страви) нормативними показниками;
• експертна оцінка відповідності оптимізованого інгредіентному складу планованої моделі: за показниками хімічного складу та енергетичної цінності (пріоритетні в даній концепції), по дотриманню обраних інтервалів частки інгредієнтів в складі харчового продукту (страви);
• проведення технологічного експерименту з метою забезпечення відповідності конструируемого харчового продукту страви заданим показниками органолептичної цінності (розширений товар): при відповідно - перехід на наступну процедуру; при невідповідності - повернення на попередні;
• експертна оцінка відповідності органолептичних показників харчового продукту (страви) заданим параметрам;
• твердження інгредіентному складу і технологічних режимів приготування харчового продукту (страви);
• розрахунок сировинного складу харчового продукту (страви) з урахуванням норм втрат при технологічній обробці сировини (формалізований товар);
• проведення апробації для підтвердження відповідності розроблених рецептур і технологічних режимів умов реального виробничого середовища;
• проведення споживчих дегустацій розробленого харчового продукту (страви) для підтвердження відповідності його органолептичних властивостей очікуванням (харчовим традиціям) цільової споживчої групи;
• санітарно-епідеміологічна експертиза розроблених рецептур і технологічних режимів харчових продуктів (страв) для підтвердження режимів і термінів зберігання: при відповідність санітарно-епідеміологічним вимогам - перехід до наступної процедури; при невідповідності - до попередньої;
• твердження технологічного регламенту і отримання санітарно-епідеміологічного висновку.

Проведено широкомасштабний технологічний експеримент із застосування методології формування асортименту товарів, заснованої на концепції паритету потреб учасників руху товару в сфері громадського харчування. Результатом технологічного експерименту з оптимізації нутріентного складу та енергетичної цінності функціональних продуктів харчування (страв) для лікувально-профілактичних раціонів харчування шахтарів відповідно до норм, рекомендованими ІП РАМН, стали рецептури (асортиментні переліки) 146 страв для підземного харчування шахтарів [3,5,6 ].

Експеримент стосувався оптимізації структури асортиментного переліку раціонів шахтарів і інгредіентному складу окремих страв, призначених для лікувально-профілактичного харчування в підземних умовах. Межі дослідження охоплювали 3 групи раціонів і 7 груп страв (перші та другі страви для шахтарів, що відносяться до четвертої і п'ятої категорій важкості праці, шахтарів, які потребують за станом здоров'я в дієтичному харчуванні, а також напої, призначені для всіх трьох груп шахтарів).

Для технологічного експерименту згідно з розробленою нами концепції паритету потреб [4], крім економічних інтересів роботодавців, враховувалися соціальні критерії. Застосування методології формування асортименту товарів вивчалася в цій серії оптимізаційних експериментів на основі запропонованої нами Vital-концепції [4], яка стверджує пріоритетність серед ряду потреб учасників руху товару нормованих показників харчових речовин і енергії, що забезпечують споживачам підвищення резистентності організму і, як наслідок, зниження захворюваності (в тому числі професійної) і підвищення працездатності. Необхідністю залучення Vital-концепції послужили результати попередніх гігієнічних досліджень взаємозв'язку стану харчування шахтарів аналізованих підприємств зі статистикою їх захворювань [7]. Встановлено статистично достовірна позитивна кореляція (r = 0,9) між фактором харчування шахтарів і рівнем захворюваності. Для усунення зазначених недоліків в організації підземного харчування шахтарів використана методологія формування асортименту товарів в межах інгредіентному складу окремих страв.

Метою технологічного експерименту було наближення задоволення потреб харчування шахтарів до нормованих величин нутрієнтів і енергії. При розрахунку оптимального інгредіентному складу готових до вживання страв і раціонів враховувалися довідкові величини змісту цих нутрієнтів у вихідній сировині, а також норм їх втрат при відповідних видах кулінарної обробки і зберігання готової страви в гарячому вигляді [8,9,10,11]. Як обмежує фактора розглядалися економічні критерії вартості розробляються страв для роботодавців та очікувана економічна ефективність від застосування цих страв у харчуванні шахтарів.

Інгредієнти оптимізованих рецептур страв піддавалися технологічній обробці в послідовності, адекватної виду вихідної сировини. Технологічний регламент включає рецептуру, норми втрат при кулінарній обробці, технологію приготування, відпустки, показники органолептичної оцінки, необхідність і доцільність використання в раціоні підземного живлення цієї групи шахтарів хліба, гарячих напоїв та вітамінів у вигляді драже.

Результати проведеного нами широкомасштабного експерименту показали, що оптимізований інгредіентний складу розроблених страв знаходиться у високому ступені узгодженості з рекомендованими нормами вмісту харчових речовин і енергії, тобто в стані паритету потреб по соціальному критерієм. Відхилення від норм по більшості з параметрів оптимізації не перевищують 10%, що для умов експерименту відображає високу ступінь наближення до паритету потреб учасників цього каналу руху товару.

З урахуванням згоди роботодавців на прийнятність вартості оптимізованих інгредіентному складів страв (на підставі співвідношення цих вартостей з іншими ринковими пропозиціями і з можливим економічним ефектом від використання цих страв у харчуванні шахтарів) можна зробити висновок про досягнення паритету потреб учасників руху товару.

Проведений оптимізаційний експеримент з перевірки застосовності методології формування асортименту товарів, заснованої на концепції паритету потреб і Vital-концепції, показав можливість, необхідність і доцільність застосування зазначених розробок в практиці підприємств громадського харчування.

Разом з тим, зазначимо, що розроблені функціональні продукти в міру накопичення наукою і технологією нових знань і можливостей морально застарівають. Відзначимо також, що застосована нами математична модель оптимізації нутріентного складу продуктів харчування з природних інгредієнтів призводить до компромісу похибок, що порушує вимогу фізіологічних норм в частині мікронутрієнтів. Такого роду компроміси властиві і для інших дослідників, які працюють над тією ж проблемою [13,14].

Еволюційно новим шляхом використання розроблених функціональних продуктів харчування може стати перетворення їх в харчові концентрати шляхом зневоднення сублімаційним методом. Такі харчоконцентрати володіють в порівнянні з функціональними продуктами у вигляді страв для підземного харчування шахтарів рядом нових можливостей:

• розширюється діапазон сфер застосування функціональних продуктів харчування-усюди, де потрібна корекція сформованого харчового статусу, що обговорювалося раніше наведених параграфах цього розділу;
• можливість корекції змісту нутрієнтів шляхом внесення БАД в готові харчові багатокомпонентні суміші, що також обговорювалося раніше;
• подовження термінів зберігання функціональних продуктів харчування з огляду на зневоднення інгредієнтів, що входять до їх складу і зниження енерговитрат, необхідних для їх зберігання;
• при подовженні термінів зберігання і відсутності спеціальних термічних умов для зберігання харчових концентратів з'являються нові можливості для поширення на віддалених географічних ринках, що створює передумови крупно серійного виробництва функціональних продуктів харчування на високомеханізованих і автоматизованих підприємствах і, як наслідок, підвищення економічної ефективності їх виробництва, т. е. відповідність концепції паритету потреб учасників каналів руху товару, включаючи в якості учасників і кінцевих споживачів товарів.

В рамках еволюційного розвитку зазначених вище функціональних продуктів харчування для шахтарів нами модифікований алгоритм їх проектування. Для цього на етапі оцінки відповідності розрахункових значень нутріентного складу вимогам фізіологічних норм здійснюється додавання в рецептуру проектованих функціональних продуктів тих компонентів, дефіцит яких не представляється можливим усунути. Джерелом дефіцитних нутрієнтів на цьому етапі можуть виступати концентрати харчових продуктів або безпосередньо самі БАД.

Реалізацію модифікованого алгоритму проектування функціональних продуктів продемонструємо на прикладі розробки рецептури і технології виробництва концентрату харчового другої страви швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» збагаченого вітамінами. Харчовий концентрат являє собою суміш попередньо підготовлених продуктів і випускається в пакетованому вигляді.

Для приготування концентрату харчового другого обідньої страви «Яловичина тушкована з овочами» застосовується сировину і матеріали, що відповідають вимогам відповідної нормативно-технічної документації: картопля, морква, цибуля ріпчаста, яловичина сублімації сушіння; сублімації сушіння; жир порошковий FATTICS 60 PW; томат-пюре сушений; крохмаль модифікований; цибуля (зелень), зелень петрушки, часник сушені; перець чорний і червоний мелений; сіль кухонна; ароматизатор яловичина; глутамат Na; вітаміни Е, В1, В2, нікотинамід, клітковина. Все нутрієнти додані в інгредіентний склад харчових концентратів для корекції їх дефіциту в складі функціонального продукту харчування, розробленого раніше у вигляді страви для підземного харчування шахтарів.

За органолептичними показниками готову страву з харчового концентрату соответствоввовало вимогам, зазначеним в таблиці 1.

найменування показника

Зовнішній вигляд і колір

Властивий однойменним другого обіднього страві, приготовленого кулінарним способом. М'ясо - у вигляді шматочків фаршу. М'ясо, овочі та інші продукти рівномірно розподілені в масі готового продукту.

Смак і запах

Властивий однойменним страви, приготовленого кулінарним способом, з відповідним даному виду страви смаком і запахом м'яса, томата, прянощів, овочів. Не допускається сторонні присмак і запах.

консистенція

Властива однойменним другого обіднього страві, приготовленого кулінарним способом. Яловичина сублімації сушіння - злегка пружна.

допускається:

Волокнистість яловичини сублімації сушіння.

За фізико-хімічними показниками харчової концентрат друга страва швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» повинен відповідати вимогам, зазначеним в таблиці 2.

Таблиця 2 - Фізико-хімічні показники харчового концентрату

найменування показника

Значення показника

Масова частка вологи,%, не більше

10

Масова частка жиру в перерахунку на суху речовину,% не менше

20

Масова частка мінеральних домішок (зола нерозчинна в 10% -му розчині соляної кислоти),%, не більше

0,01

Масова частка металевих домішок (розмір часток не повинен перевищувати 0,3 мм в найбільшому лінійному вимірі),%, не більше

3 · 10-4

Наявність сторонніх домішок, плісняви, видимої неозброєним оком, зараженості шкідниками комор

Не допускається

Восстанавливаемость для концентрату швидкого приготування, хвилин, не більше

15

За мікробіологічними показниками якості харчової концентрат друга страва швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» повинен відповідати вимогам СанПіН 2.3.2.1078 (індекс 1.9.4.4), зазначеним в таблиці 3.

Таблиця 3 - Мікробіологічні показники якості харчового концентрату

допустима норма

5000

Цвілі КУО / г, не більше

50

Маса продукту (г), у якій не допускаються

Патогенні в т.ч. сальмонели

25

БГКП

(Коліформи)

1,0

За вмістом токсичних елементів і радіонуклідів харчової концентрат друга страва швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» повинен відповідати вимогам СанПіН 2.3.2.1078 (індекс 1.9.14, індекс 1.9.4), зазначеним в таблиці 4.

Таблиця 4 - Вміст токсичних елементів і радіонуклідів

Допустимий рівень його змісту, мг / кг (для радіонуклідів, Бк / кг), не більше

токсичні елементи

свинець

1,0

миш'як

0,2

кадмій

0,1

ртуть

0,03

радіонукліди

цезій 137 Бк / кг

170

стронцій 90 Бк / кг

120

Харчовий концентрат друга страва швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» виробляється за рецептурою (в кг на 1 порцію), наведеної в таблиці 5.

Таблиця 5 - Рецептура харчового концентрату

Найменування компонента

Норма закладки, кг на 100 кг

Картопля сублімації сушіння

37,375

Морква столова сушена

8,05

Цибуля ріпчаста сушений

0,58

Яловичина сублімації сушіння

16,10

Томат-пюре сушений

5,75

Жир порошковий FATTICS 60 PW

18,40

крохмаль модифікований

9,20

Лук (зелень) сушений

0,230

Зелень сушена петрушки

0,345

часник сушений

0,242

Найменування компонента

Норма закладки, кг на 100 кг

Перець чорний мелений

0,029

Перець червоний мелений

0,058

Сіль кухонна

1,438

ароматизатор яловичина

1,495

глутамат Na

0,115

Вітамін Е

0,00051

вітамін В1

0,00012

вітамін В2

0,000098

нікотинамід

0,00058

клітковина

0,6785

Разом сировини

100,00

Концентрат харчової для роздрібної торговельної мережі упаковується в разову індивідуальну упаковку масою 174 г. Для пакування продукту застосовуються матеріали на основі полімерів (поліетилен, поліпропілен, поліетіленфталат) металізовані алюмінієвою фольгою, або іншу упаковку, дозволену органами ГСЕН РФ для контакту з харчовими продуктами і забезпечує їх збереження в процесі транспортування і зберігання. Термін придатності концентратів харчових других страв швидкого приготування в упаковці на основі алюмінієвої фольги або комбінованих з фольгою інших матеріалів не більше 12 місяців.

Харчова та енергетична цінність харчового концентрату другої страви швидкого приготування «Яловичина тушкована з овочами» збагаченого вітамінами приведена в таблиці 6.

Таблиця 6 - Харчова і енергетична цінність харчового концентрату

найменування показника

Значення показника на 100 г.

Енергетична цінність, ккал

94,88

Харчова цінність

білки

3,91

жири

5,48

вуглеводи

13,77

Вітамін Е, мг, не менше

0,65

Вітамін В1, мг, не менше

0,086

Вітамін В2, мг, не менше

0,088

Нікотинамід, мг, не менше

1,28

Розроблені нами рецептура і технологія харчових концентратів функціональних продуктів харчування апробовані в умовах виробництва на ТОВ «Арт-Лайф» м Томська.

Еволюційно новий алгоритм проектування функціональних продуктів із заданими нутріентним складом і функціональними властивостями дозволяє зробити такі продукти харчування харчовими концентратами шляхом зневоднення їх інгредієнтів сублімаційним методом.

Список джерел:

1 Кисельов, В.М. Методологія формування функціональних продуктів харчування / В.М. Кисельов, С.Н. Астраков // Зберігання та переробка сільськогосподарської сировини, 2005.- №2.- С. 43-46

2 Кисельов, В.М. Методологія конструювання та практичні аспекти технології виробництва страв та кулінарних виробів цільового призначення / В.М. Кисельов // Політика здорового харчування в Росії: матеріали VII Всеросійського конгресу, Москва, 2003.- С. 240-241

3 Кисельов, В.М. Харчування шахтарів: Наукові основи і практичні рекомендації (монографія) / В.М. Кисельов, В.М. Позняковскій.- Новосибірськ: Сибірське університетське видавництво, 2004.- 358 с.

4 Кисельов, В.М. Управління асортиментом товарів: товарознавчі та маркетинговий підходи (монографія) / В.М.Кіселев.- Москва-Кемерово: Об'єднане видавництво «Російські університети», 2004.- 200 с.

5 Кисельов, В.М. Збірник рецептур для шахтарів / В.М. Кисельов, Р.З. Шакірова, В.А. Волкова, І.В. Сандракова і ін. // Громадське харчування, 1989. - № 5. - с. 37

6 Кисельов, В.М Рецептури страв для підземного харчування шахтарів / В.М. Кисельов, Р.З. Шакірова, Т.Л. Корчагіна і ін: Рекомендації по організації харчування шахтарів в підземних умовах. Затв. Кулінарним Радою УРСА по Кузбасу. Погоджено НІІОП Мінторгу СРСР.- Кемерово: РІО ПО Северокузбассуголь, 1989.-154 с.

7 Першина Е. Г. Нова парадигма харчування / О.Г. Першина // Вісник РГТЕУ, 2009.- № 2 (29) .- С. 117-122

8 Хімічний склад страв і кулінарних виробів. Довідкові таблиці змісту основних харчових речовин і енергетичної цінності страв і кулінарних виробів: у 2-х т. / Под ред. І.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. Т.1. - М .: ВІНІТІ, 1994. - 464 с.

9 Хімічний склад страв і кулінарних виробів. Довідкові таблиці змісту основних харчових речовин і енергетичної цінності страв і кулінарних виробів: у 2-х т. / Под ред. І.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. Т.2. - М .: ВІНІТІ, 1994. - 304 с.

10 Хімічний склад Російських харчових продуктів: Довідник / Під. ред. Скурихина І. М., Тутельян В. А. - М .: Делі, 2002. - 236 с.

11 Ерл, М. Довідник по вітамінів та мінеральних речовин / М. Ерл.- М .: Медицина і харчування, 2000. - 392 с.

12 Збірник рецептур страв і кулінарних виробів для підприємств громадського харчування / Упоряд. А.В. Павлов. - СПб .: Гидрометеоиздат, 1999. - 392 с.

13 Тутельян, В.А. Картотека страв дієтичного (лікувального і профілактичного) харчування оптимізованого складу. Практичний посібник / В.А. Тутельян, М.А. Самсонов, Б.С. Каганов, А.К. Батурин и др М .: Національна асоціація клінічного харчування, 2008.- 448 с.

14 Доронін, А.Ф. Функціональне харчування / А.Ф. Доронін, Б.А. Шендеров. - М .: «Грант'», 2002. - 295 с.

Кисельов Володимир